光刻机欧洲可以制造，为什么感觉欧洲芯片做不起来呢？
这个说来话长 ， 这其中涉及到光刻机的发展历程 ， 和IC（微处理芯）的发展历程 。
我们先从微处理芯片开始说起：英特尔与微处理芯片
集成电路最原始的开端——肖克利半导体实验室与仙童半导体1947年 ， 美国贝尔实验室的科学家肖克利(William Shockely)与另外两位科学家巴丁、布莱坦发明了晶体管 。晶体管的发明让这三位仁兄 ， 获得了诺比尔奖 ， 也直接创造了第一台计算机 。
文章插图
（左起：巴丁、肖克利、布拉顿）
文章插图
首个晶体管
1955年 ， 被世人称之为“晶体管之父”的肖克利离开了贝尔实验室 ， 回乡创业 ， 开设了自己的实验室：肖克利半导体实验室股份有限公司 。这个实验室就是圣克拉拉 ， 就是如今的硅谷 。这公司就是pH值测定法的发明人贝克曼出资50万美元 ， 帮助肖克利建立的 。
文章插图
如今的硅谷所在地
1956年 ， 肖克利广发英雄帖 ， 招聘天下志士 ， 大量的青年才俊科学家 ， 慕名过来投奔 。肖克利选了其中8位作为实验室的研究院 。但是受限于肖克利本身管理能力的缺乏 ， 可以简单说：技术人才的偏执以及年少成名的独断 。8位科学家在肖克利实验室干了1年就全部集体离职了 。这八位当中就有英特尔的创始人：麻省理工学院物理学博士罗伯特·诺伊斯(N. Noyce)和加州理工学院物理化学博士戈登·摩尔(Gordon Moore) 。
文章插图
（从左到右 ， 分别是：摩尔、罗伯茨、克莱纳、诺伊斯、格里尼克、布兰克、赫尔尼、拉斯特 。）
【一定要看清楚了 ， 这两位科学家是物理与化学方面的高端人才 ， 后面我们会在光刻机的发展中谈到光学 ， 物理学 ， 化学方面的东西】
1957年 ， 7位青年才俊成立了 ， 全球最初代的半导体公司 ， 仙童半导体 。只有诺伊斯一只还坚定的没有抛弃肖克利 。在7位离职人员的动员下诺伊斯最终还是决定加入他们 ， 并成立全球半导体行业黄埔军校——仙童半导体 。
1966年 ， 经历了近10年的发展 ， 仙童半导体发展成为全球第二大半导体企业 ， 第一是德州仪器 。
转折发生在1968年 ， 诺伊斯和负责仙童半导体的摩尔离职创业 ， 一同离职的还有安迪·格鲁夫 ， 他们创立一家新的半导体行业巨头——英特尔 。
从存储向微处理的业务转变——英特尔发展的半个世纪
英特尔成立之初 ， 主要业务是存储器业务 。
文章插图
英特尔第一代存储器：英特尔3101
那个时代还没有CPU的概念 。此后几年相继推出了8008微处理器 ， 相比于8008的10倍的“8080处理器” 。也就在这一时期 ， 闻名于世的摩尔定律逐步成型 。
文章插图
摩尔定律的大体形成 ， 主要是摩尔作为英特尔的研发总负责人 ， 对工艺以及应用非常的熟悉 ， 他提出的“当价格不变时 ， 集成电路上可容纳的元器件的数目 ， 约每隔18-24个月便会增加一倍 ， 性能也将提升一倍 。”在不断的发展中 ， 摩尔定律也被广泛的认可 ， 同时人们也在向这个方向努力 。
1978年 ， 英特尔企业规模达到了1万人 。（想象半个世纪以前一个企业就有了1万人的规模 ， 其管理将是何等的复杂）
同时这一时期 ， 日本半导体行业开始崛起 ， 包括东芝 ， 日立 ， 尼康 ， 佳能等等都在半导体行业布局了近10年 。
1976年 ， 日本5大电子工业企业 ， 联合成立集成电路研究所 ， 用了不到4年的时间 ， 攻克了整个产线的所有工艺 ， 直接将存储器市场的良品率提高了一个等级 。最主要的是价格下降非常严重 ， 是英特尔的30% 。
英特尔迎来了成立以来第一个重大的关口 ， 产业转型 。
1985年 ， 英特尔高层在激烈的讨论之后 ， 决定放弃目前业务最大领域的存储业务 ， 向未来市场尚不明朗的微处理器行业挺近 。
说干就干 ， 1985年 ， 英特尔推出了第一代微处理器：
文章插图
这开启了英特尔强悍而且伟大的第二个里程 ， 这个386微处理器 ， 就是1990年微软视窗3.0操作系统的载体 。两相结合 ， 成就了行业的发展狂潮 。
从1950年代——1970年代 ， 半导体出现在美国 ， 发展在美国 ， 日本作为全球嗅觉最敏锐的国家 ， 率先的企业也分到了一杯羹 。然而欧洲一直没有很明确的行动起来 。
欧洲的半导体行业布局——JESSI（欧洲联合亚微米硅计划）在看到美国 ， 日本在半导体行业的飞速发展 ， 欧洲也意思到了危机 ， 此时的欧洲并不是一无所有 ， 飞利浦与西门子这一时期都在半导体行业颇有建树 。
因此80年代初 ， 欧洲共体推出了由政府支持的“尤里卡计划” 。在这个计划框架内 ， 关于集成电路的子计划叫做JESSI ， 而JESSI里面最重要的一个项目叫做MEGA 。
飞利浦和德国的西门子是MEGA项目的核心主导
MEGA项目这一计划 ， 直接催生出了ASML 。
1980年代初 ， 飞利浦半导体实验室里研发出stepper ， 自动化步进式光刻机 。说白了就是一个带有自动化换台的光刻机 。但是当时的主要芯片生产商都在美国 ， 日本 。飞利浦找到了P&E、GCA、Cobilt、IBM销售产品 ， 但无人问津 。
但是这玩意被荷兰本土ASMInternational听到后 ， 屁颠屁颠的跑去请求合作 ， 那个时代的飞利浦已经是全球顶尖的大集团 。他们并没有看上ASMInternational 。最终的商业谈判结局是双方各出资210万美元 ， 成立一个公司 ， 各自占股50% 。
跟大集团玩的时候 ， 一定要当心 ， 毕竟人家的筹码多的是 ， 1984年ASML成立 ， 飞利浦干的事情是将没有做好的16台PAS2000光刻机折价180万美元作为直接的实物资金 。遍再也没有给过钱 ， 也没有提供办公室 ， 毕竟人家从荷兰跑过来跟你混 ， 你连一个落脚地都不给人家 ， 也说不过去 。那就搭一个简易的活动板房 ， 在大楼前面的空地上面吧！
说实话ASMInternational那真的是有苦说不出 。
文章插图
后面那栋大楼就是飞利浦大厦 ， 这几个小的房子就是曾经的ASML 。
好不容易将光刻机制造出来了 ， 但是没人愿意买 。然而欧洲另外一个巨头 ， 西门子也承担了MEGA项目 ， 西门子主要负责DRAM ， 聪明的西门子直接引进东芝技术 ， 买了佳能光刻机 ， 并且1987年快速的实现了1MbDRAM量产 ， 日子红红火火 。
飞利浦这边承担的SRAM完全没有人用 ， 好不容易找到英特尔 ， 这时候的英特尔是CPU里面集成cache缓存 ， 也就是说这玩意在下一代CPU技术上面 ， 不是单独存在的 ， 基本可以判定SRAM没市场机会了 。
但是飞利浦不甘心啊 ， 毕竟半导体市场是一个必争的市场 。他向东亚拓展 。
1987年 ， 台湾投资1亿美元 ， 同飞利浦成立工研院 ， 并成立合资公司——台积电 。
1988年 ， 台积电第一条产线组装完成后 ， 一次意外火灾 ， 让产线报废 ， 台积电又重新下了17台光刻机 。要说到外国人有头脑 ， 人家飞利浦很早就给设备上了保险 ， 结果这次损失由保险公司全额赔偿 。
在这个时期 ， 才开始了ASML光刻机的起步 ， 并且奠定了光刻机的高光时刻 。
文章插图
因此 ， 如今全球ASML香港服务中心管理者亚洲所有光刻机的售后机维护 ， 直接同荷兰对接 。
为什么台积电会这么牛 ， 尤其是在这一轮的贸易战争中 ， 台积电会如此的硬气 ， 那不是没有原因的 。
1990年代 ， 全球光刻机由尼康 ， 佳能 ， ASML统治 。其实主要就是前两家的天下 ， ASML每年仅有1-2台（那个时代也没有像今天1.2亿美元一台贵）
【光刻机欧洲可以制造，为什么感觉欧洲芯片做不起来呢？】90年代韩国进入半导体市场 ， 扭转了这一局面 ， 原本佳能 ， 尼康一直在进攻美国市场 ， 但是韩国三星 ， 现代开始布局半导体市场后 ， 率先采用的就是ASML光刻机 。
从1965年—2000年 ， 光刻机技术有不断的发展 ， 但是其本质并没有改变 ， 大家都是采用同样的技术原理 。从1980年—2000年 ， 光刻机光源一直停留在193nm ， 在这个领域驻足了长达20年 。
文章插图
但是说起来容易 ， 降低波长一直各家都在寻找的办法 ， 这个时候就有高手出现了 。在ASML和台积电的合作中 ， 2002台积电林本坚博士宣布 ， 采用浸入式光刻法可以直接降低波长 。
这才是光刻机技术壁垒的重大的突破 ， 采用浸入式光刻法 ， 可以做到14nm ， 7nm ， 5nm ， 3nm光刻机 。
这一技术的突破ASML彻底改变了光刻机市场的格局 。日系佳能 ， 和尼康还在犹豫不决中彻底丢失了市场 。
如今的佳能和尼康还在做浸入式光刻机 ， 但是市场规模应非常小 ， 且技术成速度已经没有ASML强大 。
文章插图
欧洲的ARM发展——智能设备上面的领跑者如果说欧洲没有芯片 ， 肯定也是不正确的 ， 至少你现在使用的智能手机 ， 智能家电中的芯片都是ARM架构开发的CPU 。
在微处理发展了将近30年 ， 垄断与大型企业都雄霸一方后 ， 再想从0做起颠覆这个行业基本没有可能了 。欧洲半导体厂商 ， 在经历不断的分化以及合并后 ， 逐步形成了意法半导体 ， 恩智浦半导体 ， 奇梦达 ， 英飞凌等几家 。
ARM的崛起 ， 是PC电脑领域苹果的崛起带动了其发展 ， ARM的前身是艾康电脑 。同苹果合作研究微处理器——ARM核心 。1985年 ， 开发出第一代的ARM1——采用精简指令集的新处理器 。
1990年 ， 艾康电脑财务危机后 ， 苹果和VLSL资助下独立成为ARM公司 ， ARM属于第一代的IP方案架构 ， 说白了就是芯片设计公司 ， 设计完方案后 ， 卖给意法半导体 ， 台积电这类企业去生产 。自己赚一个专利设计费 。
但这玩意不是说他技术含量不高 ， 人家技术含量很高的 ， 并且如今的ARM架构的处理器市场保有量应超过英特尔的20倍 。
尽管ARM在2016年倍软银收购 ， 但其本质上还是属于欧洲的芯片企业 。
在经历了几次电子产业转移后 ， 如今全球半导体市场已经形成了中国 ， 美国 ， 日本 ， 韩国几大聚集区 。这个格局或许只有依靠下一代技术才能带来新的改变 。
下面看一下光刻机的动画演示 。了解一下光刻机 。
第一步 铺胶
涉及流体力学、表面物理和化学
文章插图
第二步 量测与曝光量测
涉及 光学、数学
文章插图
曝光
涉及 光学、数学、高分子物理与化学、表面物理与化学
文章插图
本文参考：
1、刘国华 ， 《英特尔51年发展历程 ， 能为中国芯片产业带来哪些启示？》 ， 砺石财经
2、功烨 ， 《欧洲集成电路产业发展历史》 ， 功烨 。
3、小枣君 ， 《仙童半导体传奇》 ， 鲜枣课堂 。
4、陈兴华 ， 《光刻机之战》科工力量
其他网友观点既然能设计先进的芯片光刻机 ， 你当它真无能设计芯片制造芯片？非也！工具是第一生产力 ， 它能将你的图纸变成现实 ， 靠的是生产工具的技术 。
世界工业领域行业千千万 ， 专业领域不一祥所研发的主打产品也就不一祥 ， 成研发未来科技概念理论的 ， 有将概念理论转换成实用科技的 ， 有研发设计制造工具制造的 ， 有研研发设计仪器仪表的 ， 有研发生产原材料的 ， 有将半成品材料研发组装成品商品的企业 ， 也有将别人成熟技术山寨升级的 。
所以说有行业行规的专业技术 ， 任何企业也不能也没实力 ， 完全掌握垄断所有的技术 ， 只有大家共享技术 ， 大家才能共同发财发展得更快 。
其他网友观点首先来讲光刻机技术不仅仅是欧洲独有的 ， 光刻机需要几万个零件需要全球供应零部件 ， 核心部件当然是欧洲和美国共同完成的 ， 只不过荷兰ASML最终完成了整合 ， 并且几乎达到了垄断的层面国内的芯片公司一直想从ASML拿到最先进的光刻机设备 ， 但一直以各种理由被拒绝 ， 主要还是美国从中作梗 ， 不要觉得现在世界已经很和平了 ， 欧美很多国家对国内采用禁运的方式 ， 倒是这些年在被封锁的厉害的核心技术点上 ， 中国往往突破的最厉害 ， 一旦突破了就会下幅度拉低售价 ， 抑制国内相关领域的发展 ， 所谓的外交讲求的是用实力说话 ， 没有国家实力的支撑外交层面永远是被动挨打的局面 。
文章插图
说到欧洲的芯片技术在几乎都起源于传统的科技巨头 ， 但是欧洲的芯片公司明显在后期的拼劲以及整体格局规划上落后于美国 ， 甚至亚洲的日韩等企业 ， 中国的芯片产业也是最近几年在中低端领域开始慢慢发力 ， 但是距离成熟的产业链还是有很长的距离 ， 但明眼人都会明白中国拥有自己芯片产业链只是时间问题 ， 无论是美国还是欧洲从骨子里也明白 ， 现在只是尽最大可能拖延中国前进的道路 ， 现在国内芯片产业无论是私营企业还是国家队都在全力以赴的研究 ， 弥补之前在基础领域的缺失 。
文章插图
欧洲的芯片产业本身起步非常早像早期的NXP ， 诺基亚也都是有自己的芯片技术 ， 但是欧洲的整体的科技进步步伐就像其自身的生活节奏一样安逸 ， 欧洲在全球范围内科技影响力也是在逐年下降 ， 无论是企业还是国家渴望进步的动力不是很强 ， 之所以欧洲的国家联合起来就是抱团取暖的意思 ， 很多科技领域的技术中心从之前的欧美 ， 已经转移到了中美 ， 这已经不可逆转的大趋势 ， 从欧洲企业和美国企业在中国的工作强度就可以看出态势 ， 美国的企业在国内工作的强度依然非常强大 ， 欧洲的科技企业在国内的数量整体也是在下降 ， 这些都是证明欧洲在世界的话语权以及中心比例都在下降 。
文章插图
虽然大趋势是这样但欧洲自从工业革命积累到现在的技术优势以及资金都足够还能让欧洲国家受用一段时间 ， 在美国全力打压华为之前华为在欧洲市场已经得到充分的认可 ， 无论是手机还是通讯设备在欧洲都非常受到欢迎 ， 而且华为公司在欧洲设立了很多技术研发中心和研究院 ， 直接和很多高校合作拿到很多前沿的理论知识 ， 然后利用自己强大的商业化能力转换成市场产品 ， 而且包括英国在内的欧洲国家对于华为的技术能力以及执行力都赞不绝口 ， 并且觉得和华为合作是一种双赢的效果 ， 美国发现这种势头不对开始了全面的实体清单 ， 从实际效果上还是非常明显 ， 虽然华为公司产值也是在提升但是飞速的发展势头已经被遏制 ， 而且生产增长主要是国内民众对于华为公司的力挺所致 。
文章插图
未来芯片的设计和制造在国内必然会引起足够的重视 ， 这是都是容易被卡脖子的事情 ， 中国有个优良的传统越是封锁的厉害 ， 越是突破的厉害 ， 这些年已经无数次证明了这种规律 ， 中国人的自力更生能力以及勤奋程度在全球范围内也是数得上号的 ， 所以中国在未来在芯片设计以及制造工艺上都会掌握 ， 但是需要很长的一段时间 ， 希望能帮打你 。
推荐阅读
- 15岁可以用眼霜吗？15岁女生用眼霜好不好？
- 宝宝可以喝甘草茶吗？宝宝喝甘草茶有什么好处？
- 女人为什么容易怕冷？女性常吃什么可以保暖？
- 如何预防男人中年发福？预防中年发福可以做什么运动？
- 常吃哪些食物可以长寿？老年人饮食需要注意什么？
- 女性冬季手脚冰凉怎么办？吃什么可以缓解手脚冰凉？
- 烧开的水面上的浮渣是什么？热水上的浮渣可以喝吗？
- 上班族压力大吃什么好？上班族吃什么可以缓解压力？
- 宝宝多大可以戒夜奶？帮助宝宝戒夜奶的方法有哪些？
- 电子烟可以用来戒烟吗？电子烟有哪些危害？